【正文】 ......... 12 軋制力能計(jì)算 ........................................................................................................ 13 機(jī)架的設(shè) 計(jì)計(jì)算 ..................................................................................................... 27 結(jié)論 ........................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) ................................................................................................... 43 致謝 ........................................................................................................... 44 附件 1 ........................................................................................................ 45 摘要 ............................................................................................................................... 45 1 前言 ........................................................................................................................... 45 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 IV 2 閉式機(jī)架結(jié)構(gòu)及載荷分布特點(diǎn) ............................................................................... 46 3 有限元分析 ............................................................................................................... 46 有限元模型的建立及模型載荷的處理 ................................................................ 46 有限元計(jì)算結(jié)果與分析 ........................................................................................ 48 變形分析 .............................................................................................................. 48 應(yīng)力分析 .............................................................................................................. 49 機(jī)架強(qiáng)度與剛度分析 .......................................................................................... 50 4 結(jié)論 ........................................................................................................................... 51 5 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 51 附件 2 ........................................................................................................ 52 附錄 1 ........................................................................................................ 61 附錄 2 ........................................................................................................ 63 附錄 3 ........................................................................................................ 65 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 1 第 1 章 緒 論 冷軋帶鋼生產(chǎn)概況和發(fā)展方向 冷軋帶鋼生產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 冷軋帶鋼生產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。用有限單元法可求出機(jī)架完整的應(yīng)力場(chǎng)。 大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 Φ 190/Φ 500*450 四輥冷軋機(jī)設(shè)計(jì)之四 軋鋼機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 機(jī)械工程 學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 班 2021 年 6 月 15 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 姓名 下發(fā)日期 202136 題目 ? 190/? 500? 450四輥冷軋機(jī)設(shè)計(jì)之四 專題 軋機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)計(jì)算 主 要 內(nèi) 容 及 要 求 計(jì)算設(shè)計(jì)本道次（ — ）軋制力、驅(qū)動(dòng)力矩，并選擇電動(dòng)機(jī)； 機(jī)架的靜強(qiáng)度、剛度計(jì)算，有限元分析； 完成機(jī)架傳動(dòng)側(cè)、操作側(cè)、機(jī)架裝配圖的設(shè)計(jì)； 單片機(jī)架（傳動(dòng)側(cè)）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，完成 張 0 圖紙。 本設(shè) 計(jì) 主要采用了采利柯夫計(jì)算方法進(jìn)行閉式機(jī)架的強(qiáng)度和變形計(jì)算，然后采用有限單元法校核機(jī)架的應(yīng)力、變形及安全系數(shù)。 Calculation Method。只有少量的非凡用途的冷軋合金鋼板采取單片軋制。 其類型如圖所示 [1]： 圖 11 軋輥類型圖 冷帶軋機(jī)各類的特點(diǎn)及工作原理 由于軋輥的輥數(shù)不同，則各類軋機(jī)的特點(diǎn)也不同： 二輥 式 軋機(jī)： 此軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于二輥可逆式初軋機(jī)，可將鋼錠往復(fù)軋制成各種矩形坯，也可用于軋制軌梁和中厚板。另外，為提高軋機(jī)剛度，簡(jiǎn)化軋機(jī)結(jié)構(gòu)，又出現(xiàn)了各種類型多輥式軋機(jī)。如何合理的強(qiáng)化冷卻過(guò)程的冷卻已成為發(fā)展現(xiàn)代冷軋機(jī)的重要的研究課題 。其表達(dá)式為： vhJBq ?????? 式中： 系數(shù) ~?? ； ? —— 小于 1 的修正系數(shù)； J —— 機(jī)械功的熱當(dāng)量； B —— 所軋材的寬度； h? —— 該道次的絕對(duì)壓下量； ? —— 軋制速度； ? —— 軋制時(shí)的平均單位壓力。冷卻液簡(jiǎn)單地噴澆在軋輥和軋件上，與高壓冷卻液霧化，冷卻效果大大不同，實(shí)際資料表明，即使在采用有效的 工藝?yán)鋮s的條件下，冷軋板卷在卸卷后的溫度優(yōu)勢(shì)仍達(dá) 130~150oc ，甚至還要高，由此可見在軋制變形區(qū)的料溫一定比這還要高，輥面溫度過(guò)高會(huì)引起工作輥淬火層硬度的下降，并有可能促使淬火層內(nèi)發(fā)生組織分解（殘余奧氏體的分解），使輥面出現(xiàn)附加的組織應(yīng)力。 3）工藝潤(rùn)滑對(duì)保護(hù)軋輥表面、改善帶鋼的表面質(zhì)量起著重要作用。 成體低，廢 液易處理，無(wú)環(huán)境污染。 2)使所軋帶鋼保持平直（包括在軋制過(guò)程中的保持板形平直以及軋板型良好） 。 生產(chǎn)中張力的選擇主要是平均單位 z? ，從理論上講，單位張力似乎應(yīng)當(dāng)盡量選的高一些， 但是不 應(yīng)超過(guò) 帶鋼的 屈服極 限 s? ， 根據(jù)以往的經(jīng) 驗(yàn)，一 般軋機(jī)sZ ?? )~(? ；而冷軋薄帶剛 sZ ?? )~(? 。由于單傳動(dòng)軋制時(shí)上下輥速度的配合是自然的，過(guò)程簡(jiǎn)單易行，無(wú)需復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 在主機(jī)列中，自然可將齒輪座從設(shè)計(jì)中取消，減小設(shè)備的投資，降低動(dòng)力傳傳遞的能量消耗，從而取得一定的經(jīng)濟(jì)效果并可充分利用換輥，在操作上也會(huì) 有許多方便。為提高軋機(jī)的生產(chǎn)能力，可逆式冷軋機(jī)一般都有快速啟動(dòng)和制動(dòng)的要求。 板帶軋機(jī)上多用滾動(dòng)軸承。按照壓下速度 的大小 ，電動(dòng)壓下裝置可分為快速壓下裝置和 慢速 壓下裝置兩大類。 液壓壓下 液壓壓下裝置是用液壓缸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓下螺 絲、螺母來(lái)調(diào)整軋輥輥青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 11 縫的。 設(shè)計(jì)方案的確定 本設(shè)計(jì)采用： 不可逆工作制度， 電動(dòng) 驅(qū)動(dòng) 支撐輥 ， 工作輥軸承選用雙列滾針軸承，支承輥軸承選用四列圓柱滾子軸承 ，壓下裝置為電動(dòng)壓 下，上輥為單缸平衡，輥型調(diào)整采用液壓 壓下彎輥，直流電動(dòng)機(jī)。 工作輥 ： 92rC Mo輥面硬度 HS=90~95； 支承輥 ： 92rC Mo輥面硬度 HS=60~65。 （ 6） 咬人條件的校核 由公式 cos 1 hD? ??? 得： os ???? tanθ=176。 （ 4） 變形抗力的確定 因?yàn)? ?? ， 所以得： as MPk 6 6 75 8 ???? ? （ 5） 摩擦系數(shù)的確定 同上，取 ?? 。 （ 4） 變形抗力的確定 因?yàn)? ?? 所以得： as MPk 0 16 1 ???? ? 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 18 （ 5） 摩擦系數(shù)的確定 同上，取 ?? 。 軋件對(duì)軋輥的總壓力 P 為軋制平均單位壓力 mP 與軋件和軋輥接觸面積 F 之乘積，即 FPP m? ； 接觸面積 F 的一般形式 [5]為 ： 2 10 bbF ?? l 式中 ： 0b 、 1b —— 軋制前、 后軋件的寬度，此過(guò)程中 0b =1b =200mm； l —— 接觸弧長(zhǎng)度的水平投影。mlX h?? 39。 2 * 2( ) 2 ( ) ( 1 ) ( )mlhmm m mllC k eh h h?? ? ??? ? ? ? （ 36） 令 *2 ( )mCk??mh? =Y； 2()mlh? =Z(l 為接觸弧長(zhǎng)度的水平投影 )； 則 式（ 36） 可寫為： ZYeX X ??? )1(2 計(jì)算： 331 9 0 / 2 0 .0 0 1 0 590900 m m m mC NN??； 01 1 . 8 1 . 4 1 . 622m hhh m m? ?? ? ?； （ h為 平行平板 壓縮時(shí) 薄板的厚度） )( ??????Y 2 ??? ）（Z 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 22 圖 38 決定壓扁后接觸弧長(zhǎng)度諾謨圖 [5] 查圖 38 得： X=。39。則 0?? ； ? —— 軋輥連心線與反力 R 的夾角， 22arcsin2mD?? ?? ； 其 中， m—— 在工作輥和支撐輥接觸處偏移的一個(gè)滾動(dòng)摩擦力矩的距離（一般情況下 m=~ m，取 m= ） 。機(jī)架要承受全部軋制力，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。采用開式機(jī)架，只要拆下上蓋，就可以很方便地將軋輥從上面吊出或裝入。 主要根據(jù)軋輥?zhàn)畲箝_口度、壓下螺絲最小伸出端，以及換輥等要求確定。 所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值 取端面尺寸為 360mm? 270mm。 也可 近似地處理成直線或規(guī)整的圓弧線斷，并確定求解斷面的位置。由于水平分力的數(shù)值一般都較小，約為垂直分力的 3%~4%，故可以忽略不計(jì)。 （ 5）根據(jù)計(jì)算截面的面積、慣性矩、中性軸線的位置及承載情況，求出應(yīng)力和變形。一般機(jī)架的安全 系數(shù) 為 m=~15； 對(duì)于 ZG270— 500 來(lái)說(shuō)，許用應(yīng)力 [? ]采用以下數(shù)值 ： 對(duì)于橫梁 [? ] MPa70~50? ； 對(duì)于立柱 [? ] MPa50~40? ； 為了防止機(jī)架在過(guò)載時(shí)破壞，在軋輥斷裂時(shí)機(jī)架要不產(chǎn)生塑性變形。 mmDB b 650~575500)~()~( ???? 為換輥方便，換輥側(cè)的機(jī)架窗口應(yīng)比傳動(dòng)側(cè)窗口寬 5~10mm， 亦可表示為 mmsBB z 5902